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提供PWB光子键合技术服务
光学引线键合技术(Photonic Wire Bonding,简称PWB)主要用于实现不同光芯片与光波导器件之间的光学互连,其基本概念类似电路芯片中常见的金属引线连接(Metallic wire bonding),只是起到连接作用的“线”不再是金属,而是光波导,传导的也不再是电信号而是光信号。PWB技术的主要应用场景包括:激光器与硅光芯片、激光器阵列与调制器阵列、激光器阵列与无源合波元件等异质材料元件的光学连接。PWB制造的基本思路如图1所示,通过控制高能量的脉冲光束,使得光刻胶特定位置处发生多光子聚合作用,形成3维的聚合物波导。聚合物波导的尺寸根据光芯片模场直径(Mode Field Diameter, MFD)大小进行设计,进而实现光场从芯片A到芯片B的传输。该过程不仅避免了光子元件相对于彼此的高精度被动或主动定位,而且允许制造任意三维互连波导几何图形,改善光子线波导与平面集成波导之间的模场匹配。使用PWB的光学连接方案避免了传统光学耦合方式中耗时较多的对准调节,节省了光束整形所需的透镜等材料,且不受光纤直径的限制,制备简单快捷,有利于实现自动化的生产。
本司已初步具备PWB光学加工能力。设备为德国Vanguard公司的Sonata 1000型PWB加工设备和Reprise Tool 1000 显影和光学包层加工设备(图2),能实现激光器阵列-PLC波导阵列、激光器阵列-光纤阵列(FA)、PLC波导阵列-光纤阵列及硅光芯片片上光连接(On-Chip Bond,OCB)等多种PWB引线(图3),已测试的PWB连接的最小插损<2dB(OCB),阵列的插损偏差在1~2dB(80通道,OCB)。
图2,PWB加工设备:Sonata 1000(左)和Reprise Tool 1000(右)
图3,加工的PWB连接照片,(a)LD与平板波导器件的PWB连接;(b)LD与单模光纤的PWB连接;(c)平板波导与单模光纤阵列的PWB连接;(d)硅光波导阵列间的PWB连接。
图4,PWB连接硅光波导的插损测试结果,被测试器件通道数>80个,使用Sonata 1000自动一次性完成所有PWB加工,图中(a)为所有通道的PWB插损测试结果,(b)为所有通道插损偏差统计结果。
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